双激光技术使金属3D打印粗

KU Leuven的学生Lars Vanmunster开发了一种工艺，可以改进使用激光粉末床熔合（LPBF）进行3D打印的金属零件的表面光洁度。该技术依赖于第二个脉冲激光的应用，可将粗糙度降低80％。该项目的作用之大，以至于授予Vanmunster的工作奖项。

由于在打印过程中粉末颗粒的飞溅，零件上会形成小的隆起，导致粗糙的表面。反过来，必须从打印机上取下部件，并使用诸如打磨和抛光之类的技术进行精加工。尽管在某些情况下（例如整形外科植入物），粗糙的表面可能是有益的，但对于大多数零件，在打印时必须进一步加工以满足最终规格的情况并非如此。这种后处理非常耗时且成本高昂，在某些情况下，可能成为决定是否使用给定组件使用3D打印的决定的因素。

过程的可视化。图片由KU Leuven提供。

Vanmunster当时是鲁汶大学机械工程，制造过程和系统系的硕士研究生，他与同事们共同努力，并考虑将脉冲激光的冲击波用作改善表面质量的一种手段。通过将3D Systems ProX DMP 320A与500W激光器配合使用，并使用第二纳秒级的fiber光纤激光器，他们开发了一种双重激光方法，可在打印过程中自动执行表面精加工。当第一个能量源用于打印零件时，第二个脉冲激光通过向该区域发送微小的冲击波来去除残留的粉末。这会导致未烧结的粉末在一次激光重新熔化外表面之前被吹走。

重熔过程之前（上方）和之后（下方）的印刷零件和横截面。表面更加光滑，消除了阶梯效应。

图片由KU Leuven提供。

Vanmunster表示，将这项技术整合到现有的金属3D打印机中需要与制造商本身合作，但最终可能会使其进入市场。Vanmunster说：“从一开始，我们就在3DSystems-LayerWise的商用LPBF机器中实现了双激光设置。我们已经与他们的工程师合作，共同实施了所需的所有硬件和软件修改。这是通过在佛兰芒政府资助的大型基础设施项目的框架内修改3DSystems DMP ProX320机器来完成的。因此，我们的研究对工业的吸收非常简单。自1990年我们在鲁汶大学的增材制造团队成立以来，这一直是我们的DNA。”

接下来，Vanmunster希望将其技术应用于更复杂的现实世界对象，以便证明其在工业产品中的实用性。 为此，他在领导AM团队的Van Hooreweder教授的指导下加入了大学的AM团队，担任博士研究员。Vanmunster说：“我们将与许多工业合作伙伴共同启动一个新项目，在其中我们将进一步探索新型双激光系统的可能性。”